在此情況下，開發(fā)一種低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因素，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，合理的投停無功補(bǔ)償設(shè)備，對(duì)調(diào)整電網(wǎng)電壓，提高供電質(zhì)量，抑制諧波干擾，保證電網(wǎng)**運(yùn)行都有著十分重要的作用。
產(chǎn)品工作原理
低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器采樣三相電源中一線電流（如A線）與另外兩線的電壓（如BC線）之間的相位差，通過一定的運(yùn)算，得到當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)。此功率因數(shù)與設(shè)定的投入門限和切除門限比較，在整個(gè)投切延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若在投切門限以內(nèi)，則不予動(dòng)作；若小于投入門限，則另投入一組電容器；若大于切除門限或發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)為負(fù)時(shí)，則切除一組已投入的電容器。再經(jīng)過投切延時(shí)時(shí)間，重復(fù)比較與投切，直到當(dāng)前的功率因數(shù)達(dá)到投切門限以內(nèi)。在投切過程中，若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到的電壓大于設(shè)定的過壓保護(hù)門限，則按組切除所有已投入的電容；當(dāng)檢測(cè)到的電壓超過設(shè)定的過壓保護(hù)門限的10%時(shí)，則一次性切除所有已投入的電容，用以保護(hù)電容器。在投切時(shí)若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到的電流小于欠電流封鎖門限，則停止投切動(dòng)作，避免系統(tǒng)出現(xiàn)循環(huán)投切現(xiàn)象。
由于在三相供電中有不同接線方法，不同的接線方法對(duì)功率因數(shù)的算法也不一樣，因此我們規(guī)定ARC系列功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償控制儀的電流取自三相供電中的A線，電壓取自BC間的線電壓，同時(shí)為減少現(xiàn)場(chǎng)接線的復(fù)雜度，我們?cè)诔绦蛑袑?duì)相位進(jìn)行自動(dòng)判別。在三相供電中，我們假設(shè)三相的相電壓分別為Ua、Ub、Uc，A線電流為Ia則有Ua=Usin(ωt)，Ub=Usin(ωt+120°)，Uc=Usin(ωt+240°)，
從而得到BC間的線電壓為Ubc=Ub-Uc= Usin(ωt-90°)
若A線負(fù)載為純阻性，則A線電流Ia與A線電壓Ua同相，Ia超前Ubc的角度為90°；
若A線負(fù)載為感性，則A線電流Ia滯后A線電壓Ua角度為φ（0°≤φ≤90°），Ia超前Ubc的角度為90°-φ；
若A線負(fù)載為容性，則A線電流Ia超前A線電壓Ua角度為φ（0°≤φ≤90°），Ia超前Ubc的角度為90°+φ
在我們的功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償控制儀中，為了計(jì)算的方便，我們電流相位的采樣為電壓采樣的**個(gè)周期，即若沒有相位差I(lǐng)a滯后Ua的角度為360°。在實(shí)際檢測(cè)中，假設(shè)我們檢測(cè)到Ia滯后Ubc的角度為α，根據(jù)以上的分析得知：
若180°<α<270°電路為容性負(fù)載，COSφ=COS(270°-α)
若α=270°，則電路為感性負(fù)載，COSφ=1
若270°<α<360°，則電路為感性負(fù)載COSφ=COS(α-270°)
為方便用戶接線，若用戶將電壓Ubc接成了Ucb，或?qū)a的輸入接反，根據(jù)以上的推斷，我們同樣可得到：
若0°<α<90°，則電路為容性負(fù)載，COSφ=COS(90°-α)
若α=90°，則電路為感性負(fù)載，COSφ=1
若90°<α<180°，則電路為感性負(fù)載COSφ=COS(α-90°)
產(chǎn)品功能
產(chǎn)品符合JB/T9663－1999國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制精度高等特點(diǎn)。
●可相序自動(dòng)識(shí)別
●電壓、電流、功率因數(shù)采樣與顯示
●過壓解除、欠流封鎖，從而保護(hù)電容器及避免循環(huán)投切
●采用先投入的先切除，先切除的先投入的原則，對(duì)補(bǔ)償電容實(shí)行循環(huán)投切
●所有的工作參數(shù)都可以通過面板按鍵設(shè)定，包括投入門限、切除門限、過壓保護(hù)門限、欠電流封鎖門限、 投切延時(shí)時(shí)間
產(chǎn)品適用環(huán)境
●海拔高度不超過2500米
●周圍環(huán)境溫度為-25℃~60℃，24小時(shí)的平均溫度不高于40℃
●空氣的相對(duì)濕度在25℃時(shí)不大于85%，不結(jié)露
●周圍環(huán)境無腐蝕性氣體，無導(dǎo)電塵埃，無易燃易爆介質(zhì)存在
●工作的電網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度不得大于±20%
●安裝地點(diǎn)無劇烈震動(dòng)、無雨雪直接侵蝕
技術(shù)規(guī)格參數(shù)
輸入信號(hào)
a.輸入電壓額定值：線電壓Ubc=380VAC或相電壓Ua=220VAC；
過負(fù)荷：1.2倍額定值（連續(xù)）；2倍額定值/30秒； 測(cè)量形式：真有效值（True-RMS）；負(fù)荷：小于0.2VA
b.輸入電流
額定值：A線電流AC5A；
過負(fù)荷：1.2倍額定值（連續(xù)）；10倍/5秒；
測(cè)量形式：真有效值（True-RMS）；
輸入頻率范圍
45~65Hz
測(cè)量精度
電流、電壓、有功功率、功率因數(shù)：0.5級(jí)；
無功功率、諧波百分量：1級(jí)；
頻率：0.01Hz；
溫度漂移系數(shù)：100PPM/℃（0-50℃）
通訊
RS485接口（A、B及公共端）
波特率：2400bps ~19200bps均可設(shè)定
MODBUS-RTU 協(xié)議
**性
設(shè)備耐壓，絕緣強(qiáng)度：電源、電壓輸入回路>2KVAC；
電流回路>2.5KVAC；
輸入、輸出端對(duì)機(jī)殼>100兆歐。
電源
220VAC±20%或者380VAC±20%
功耗：≤2W，（靜態(tài)）
產(chǎn)品選型
（以ARC產(chǎn)品為例）
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型號(hào)
性能
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ARC-□/J(R)
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ARC-□/J(R)-K
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ARC-□/J(R)-T
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ARC-□/J(R)-KT
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工作電源
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交流220V或交流380V
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輸出控制路數(shù)
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6、8、10、12路可選
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輸出類型
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J表示繼電器輸出，R表示晶體管輸出
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通訊接口
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RS485，MODBUS-RTU/Profibus-DP
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電壓采樣
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A相電壓或BC線電壓，輸入電壓范圍交流0-450V
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電流采樣
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A線電流，輸入電流范圍交流0-5A
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開關(guān)量輸入
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無
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12路外部無源接點(diǎn)
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無
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12路外部無源接點(diǎn)
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溫度采樣與控制
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無
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無
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PT100采樣與繼電器控制輸出
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PT100采樣與繼電器控制輸出
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報(bào)警輸出
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無
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1路繼電器輸出
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無
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1路繼電器輸出
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注：控制方式，“J”表示輸出為繼電器，“R”表示輸出為晶體管
輔助功能， “T”柜體溫度檢測(cè)功能，“K”開關(guān)量輸入與報(bào)警輸出
電壓輸入
雖然控制器具備自動(dòng)相序判斷功能，但還要盡量確保輸入電壓與輸入電流相對(duì)應(yīng)，即相號(hào)和相序一致。電壓信號(hào)可取自BC線電壓或A相電壓，但接線方式要做對(duì)應(yīng)的修改。
電流輸入
電流取自A線電流，標(biāo)準(zhǔn)額定輸入電流為5A，大于5A的情況應(yīng)使用外部CT；
雖然控制器具備自動(dòng)相序判斷功能，但還要盡量確保輸入電壓與輸入電流相對(duì)應(yīng)，即相號(hào)和相序一致。
如果使用的CT上連有其它儀表，接線應(yīng)采用串接方式；
去除產(chǎn)品的電流輸入連線之前，一定要先斷開CT一次回路或者短接二次回路！
CT接入
建議使用接線排，不要直接接CT，以便于拆裝。
通訊接線
網(wǎng)絡(luò)電力儀表提供異步半雙工RS485通訊接口，采用MODBUS-RTU協(xié)議，各種數(shù)據(jù)訊息均可在通訊線路上傳送。在一條線路上可以同時(shí)連接多達(dá)128個(gè)網(wǎng)絡(luò)電力儀表，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)電力儀表均可設(shè)定其通訊地址（Addr）。
通訊連接建議使用屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm。公共端可不用；若將公共端連接接地，必須采用單端單點(diǎn)接地方式，在末端儀表的AB兩端應(yīng)加120Ω～1kΩ的終端匹配電阻。布線時(shí)應(yīng)使通訊線遠(yuǎn)離強(qiáng)電電纜或其他強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境。
控制器內(nèi)部的RS485接口未和開關(guān)量輸入與溫度接口隔離，為保護(hù)通訊接口與控制器的**，開關(guān)量輸入接口與溫度接口必需與外部其它有源設(shè)備絕緣。
主開關(guān)量輸出
主開關(guān)量輸出用以控制補(bǔ)償電容的投切。根據(jù)用戶的訂貨需求有6、8、10、12路之分。電容的投切控制有順序投切、先投先切、手動(dòng)投切、通訊投切。“順序投切”適應(yīng)于每組補(bǔ)償電容的大小不同，但用戶需將每一組補(bǔ)償電容按大到小的分組原則接線，即電容容量*大的接K1端，*小的接到*后的原則；“先投先切”適應(yīng)于每組補(bǔ)償電容的大小一樣，此時(shí)可用先投先切的方法均衡每組電容的工作時(shí)間；“手動(dòng)投切”主要用于調(diào)試階段，可測(cè)試接線與補(bǔ)償效果，在測(cè)量顯示方式下，可用左右鍵來控制電容的切除與投入。“通訊投切”用于遠(yuǎn)程遙控，此時(shí)控制器放棄控制功能而由其它設(shè)備通過通訊寫控制器的相關(guān)內(nèi)容來進(jìn)行電容的投切，但保護(hù)功能依然有效。
開關(guān)量的輸入
（需另行配置）
開關(guān)量輸入外部應(yīng)采用無源接口，控制器內(nèi)部自帶電壓（DC12V）偏置。開關(guān)量輸入可作為主開關(guān)量輸出的反饋輸入信號(hào)，請(qǐng)按主開關(guān)量輸出的接線對(duì)應(yīng)接到外部中間繼電器的輔助觸點(diǎn)上。當(dāng)與對(duì)應(yīng)的主輸出節(jié)點(diǎn)狀態(tài)不同時(shí)（如主輸出已閉合，而對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入節(jié)點(diǎn)未導(dǎo)通），對(duì)應(yīng)的投切指示燈將閃動(dòng)，同時(shí)報(bào)警輸出節(jié)點(diǎn)閉合。
溫度控制接口
（需另行配置）
控制器內(nèi)部自帶轉(zhuǎn)換電路，外部只需連接一只PT100溫度探頭，一般PT100有三根出線，請(qǐng)將其中兩根同種顏色的電線并聯(lián)，接線不分正反。溫度控制輸出可控制電容柜的風(fēng)機(jī)，用以對(duì)電容進(jìn)行通風(fēng)降溫。
溫度控制在設(shè)定溫度的上下10%進(jìn)行，如設(shè)定溫度為50℃，則控制器將在55℃時(shí)閉合溫度控制輸出節(jié)點(diǎn)，一直到溫度降為45℃時(shí)斷開溫度節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)定合適的溫度控制點(diǎn)，以延長(zhǎng)補(bǔ)償電容與通風(fēng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。
在接入溫度探頭（PT100）前，請(qǐng)確定溫度探頭的出線與金屬外殼間應(yīng)絕緣良好，否則有可能造成通訊接口的損壞或短路事故。
報(bào)警輸出節(jié)點(diǎn)
（需另行配置）
當(dāng)開關(guān)量輸出與反饋信號(hào)不一致、輸入的檢測(cè)電壓信號(hào)大于保護(hù)值及在采用單相接線的情況下諧波超過過諧保護(hù)值時(shí)，報(bào)警輸出節(jié)點(diǎn)（DO14與COM4）閉合。輸出接點(diǎn)的外串電壓不得大于250VAC（或DC30V)，電流不得大于2A。
